1. Home>
  2. CAEソリューション>
  3. 磁場/磁界解析ソフトウェア F-MAG>
  4. 電磁誘導探査解析事例
静解析モジュール (F-MAG-ST) 適用例
磁場/磁界 有限要素法 周波数応答

電磁誘導探査解析事例

渦流探査法

電磁誘導の原理を応用した電磁誘導探査法(渦流探査法)で、異なる種類の物質を検知するシミュレーションを行いました。
励磁用コイルに交流磁場を発生させ、渦電流の変化を検出用コイルで検知し、異種の物質の有無を探査します。
交番磁界中に金属などの導電性の物体を置くと、 電磁誘導によってその表面付近に渦電流が生じます。
渦電流はこの相互誘導起電力に影響を与えます。
この渦電流は金属材料の透磁率や電気伝導率、そして金属の表面状態により影響を受けます。
したがって、このプロセスにより、金属内部に含まれる異なる種類の物質を検知することができます。
また、表皮効果により、この渦電流の量はコイルに近い表面で最大になり、コイル化から離れる金属の内部ほど指数関数的に減少します。
したがって、表面からは発見しにくい内部の物質の有無を検知することができます。

解析テーマ : 電磁誘導探査の評価解析 (周波数応答解析)

解析内容 : 物質Aの内部に異なる物質Bを想定し、励磁用コイルと検出用コイルによる相互誘導方式で渦流探査解析を行ないました。

今回は、物質Bの高さを変えた時に、渦電流密度分布と、コイル(検出用)に発生する起電力を計算しました。

解析ツール : 磁界解析ソフトウェア F-MAG

解析モデル : 下図は相互誘導方式の一例で、外側の励磁用コイルと検出用コイル2個で構成されています。

今回はこれらのコイルを用いて、相互誘導方式による渦流探査解析を行ないました。

今回は下図のような①と②の物質で構成される場合、②の物質の高さを変えた時に、所定の位置でコイル(検出用)に発生する起電力を計算しました。

解析対象物 (1/2モデル/表側)

解析対象物 (1/2モデル/表側)

解析対象物の裏側は下図の通りです。
物質②の幅は[1mm]です

解析対象物 (裏側)

まず、励磁コイルと検出コイルの位置を下図のように左側の物質②の上とし、発生する起電力を計算しました。

解析モデル

解析モデル

次に、励磁コイルと検出コイルの位置を下図のように中央の物質②の上とし、発生する起電力を計算しました。

解析モデル (拡大図)

解析モデル (拡大図)

最後に、励磁コイルと検出jコイルの位置を下図のように右側の物質②の上とし、発生する起電力を計算しました。

計算に用いた物性値は以下の通りです。

比透磁率 電気伝導率
解析対象物 ① 1 1 x 103
解析対象物 ② 0.999 6 x 107

計算に用いた荷重値は以下の通りです。

・ 入力電流値 : 20 AT
・ 電流周波数 : 500kHz

物質②に生じた渦電流密度は以下の通りです。

渦電流密度コンター図 (物質①/コイル位置:左端)

渦電流密度コンター図 (物質①/コイル位置:左端)

渦電流密度コンター図 (正面図/コイル位置:左端)

渦電流密度コンター図 (正面図/コイル位置:左端)

検出コイルに生じた起電圧は以下の通りです。

この評価解析は磁界解析ソフトウェア F-MAG で行いました。

F-MAG につきましてはこちらへ

評価解析につきましてこちらへ

この解析結果につきまして詳細な内容をご希望の方は、資料請求ページの「ご質問/ご要望等」欄にその旨ご記入ください。

※各商標または商品名はそれぞれの所有権保持者の商標または登録商標です。